(57)【要約】【課題】空気乾燥機能を有する熱交換器の構造を提供する。【解決手段】本考案の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、気体と気体（例えば空気）の熱交換を行なう第１の熱交換ユニット３と、気体と冷却剤（例えば空気と冷媒）の熱交換を行なう第２の熱交換ユニット４と、気体の方向調整と水分の分離を行なう中間ユニット５とから構成され、第１の熱交換ユニット３に流入した気体が中間ユニット５を経由して第２の熱交換ユニット４に導入されるとき、作動流体と熱交換が行なわれ、気体中に含まれる水分が凝結して結露となった後に中間ユニット５から排出され、外部に気水分離装置を設置する必要がないのでコストや労力を節約できる。【選択図】  図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気体と気体の熱交換を行なう第１の熱交換ユニットと、気体と冷却剤の熱交換を行なう第２の熱交換ユニットと、気体の方向調整と水分の分離とを行なう中間ユニットとからなり、
前記第１の熱交換ユニットは、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口と第１の導出口とがそれぞれ設けられ、他端面上には第２の導入口と第２の導出口とがそれぞれ設けられており、
前記第２の熱交換ユニットは、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口と第１の導出口とがそれぞれ設けられ、他端面上には第２の導入口と第２の導出口とがそれぞれ設けられており、
前記中間ユニットは、前記第１の熱交換ユニットと前記第２の熱交換ユニットとの間に緊密に接続されており、内部には中空の第１の導流部と第２の導流部とが設けられ、前記第１の導流部は、前記第１の熱交換ユニットの第２の導出口と前記第２の熱交換ユニットの第２の導入口との間に対応して設置されており、前記第２の導流部は前記第１の熱交換ユニットの第２の導入口と前記第２の熱交換ユニットの第２の導出口との間に対応して設置されていることを特徴とする空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項２】
前記第１の熱交換ユニットの第１の導入口と第２の導出口とは、対角関係に配置され、第１の導出口と第２の導入口とは、対角関係に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項３】
前記第２の熱交換ユニットの第１の導入口と第１の導出口とは、対角関係に配置され、第２の導入口と第２の導出口とは、上下関係に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項４】
前記第２の熱交換ユニットの第２の導入口の口径は、前記第２の導出口の口径よりも小さいことを特徴とする請求項１または３記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項５】
前記中間ユニットの第１の導流部の口径は、前記第２の導流部の口径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項６】
前記中間ユニットの第２の導流部内の前記第２の熱交換ユニットの第２の導出口と前記第１の熱交換ユニットの第２の導入口との間には、少なくとも一つ以上の水蒸気が通過するのを抑制する隔離部材が設置されていることを特徴とする請求項１記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【請求項７】
前記中間ユニットの本体底部には、少なくとも一つ以上の排水孔が設置されていることを特徴とする請求項１、５または６記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は空気乾燥機能を有する熱交換器の構造に関し、特に熱交換循環を行なうと同時に空気乾燥を行なうことができ、従来技術による熱交換構造のように外部に気水分離装置を設置する必要がなく、それによって設置施工に時間が掛からず、コストも抑えることができる空気乾燥機能を有する熱交換器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来技術による空気乾燥を行なう熱交換器の構造は、熱交換器１の外部に空気注入管路１１、空気排出管路１２、冷媒注入管路１３および冷媒排出管路１４からなる熱交換循環回路上に二つの管路１５、１６を延伸させる方式によって、気水分離装置２が熱交換器１の外部に設置されている。空気注入管路１１から流入された空気（実線の矢印）は、熱交換器１内部に流入し、冷媒注入管路１３および冷媒排出管路１４を流れる冷媒（破線の矢印）と熱交換を行なった後、管路１５を経由して気水分離装置２内に導流され、高速回転によって空気中の凝固した水分を分離して排出した後、管路１６を経由して空気排出管路１２から乾燥した空気が排出され、空気乾燥が行なわれる。
【０００３】
しかし、上述の構造を実際に応用するとき、二つの管路１５、１６で熱交換器１と気水分離装置２とを連結して空気乾燥を行なう必要があり、管路１５、１６の設置によって施工が複雑になって時間が掛かってしまうので不便である。また、部材が多く、コストや手間がより多く掛かってしまう。
【０００４】
従って、上述の欠点を解決するために、本考案の考案者は熱交換を行なうと同時に空気乾燥を行なうことができる熱交換器の構造を案出した。
【特許文献１】実開平５−２７５９０公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の目的は、気体と気体（例えば空気）の熱交換を行なう第１の熱交換ユニットと、気体と冷却剤（例えば空気と冷媒）の熱交換を行なう第２の熱交換ユニットと、気体の方向調整と水分の分離とを行なう中間ユニットとからなり、中間ユニットは、第１の熱交換ユニットと第２の熱交換ユニットとの間に緊密に接続されており、それによって第１の熱交換ユニットに流入した気体が中間ユニットを経由して第２の熱交換ユニットに導入されるとき、作動流体と熱交換が行なわれ、気体中に含まれる水分が凝結して結露となった後に中間ユニットから排出され、中間ユニットを経由して第１の熱交換ユニットに導入された後、第１の熱交換ユニットから排出されて熱交換循環回路を構成すると同時に、空気乾燥を行い、従来技術におけるような外部に気水分離装置を設置する必要がなく、設置施工に時間が掛からず、コストも抑えることができる空気乾燥機能を有する熱交換器の構造を提供することにある。
本考案のもう一つの目的は、中間ユニット内部に少なくとも一つ以上の水蒸気が通過するのを抑制する隔離部材が設置されており、熱交換によって水蒸気を結露させて排出した後、中間ユニットを経由して第１の熱交換ユニットに導入するとき、中間ユニット内部の隔離部材によって気体内の水蒸気が通過するのをさらに抑制し、気体の乾燥効果を有効的に高めることができる空気乾燥機能を有する熱交換器の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本考案の請求項１に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、気体と気体の熱交換を行なう第１の熱交換ユニットと、気体と冷却剤の熱交換を行なう第２の熱交換ユニットと、気体の方向調整と水分の分離とを行なう中間ユニットとからなり、前記第１の熱交換ユニットは、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口と第１の導出口とがそれぞれ設けられ、他端面上には第２の導入口と第２の導出口とがそれぞれ設けられており、前記第２の熱交換ユニットは、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口と第１の導出口とがそれぞれ設けられ、他端面上には第２の導入口と第２の導出口とがそれぞれ設けられており、前記中間ユニットは、前記第１の熱交換ユニットと前記第２の熱交換ユニットとの間に緊密に接続されており、内部には中空の第１の導流部と第２の導流部とが設けられ、前記第１の導流部は、前記第１の熱交換ユニットの第２の導出口と前記第２の熱交換ユニットの第２の導入口との間に対応して設置されており、前記第２の導流部は前記第１の熱交換ユニットの第２の導入口と前記第２の熱交換ユニットの第２の導出口との間に対応して設置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１の場合において、
前記第１の熱交換ユニットの第１の導入口と第２の導出口とは、対角関係に配置され、第１の導出口と第２の導入口とは、対角関係に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１の場合において、
前記第２の熱交換ユニットの第１の導入口と第１の導出口とは、対角関係に配置され、第２の導入口と第２の導出口とは、上下関係に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１又は請求項３の場合において、前記第２の熱交換ユニットの第２の導入口の口径は、前記第２の導出口の口径よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１の場合において、
前記中間ユニットの第１の導流部の口径は、前記第２の導流部の口径よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１の場合において、前記中間ユニットの第２の導流部内の前記第２の熱交換ユニットの第２の導出口と前記第１の熱交換ユニットの第２の導入口との間には、少なくとも一つ以上の水蒸気が通過するのを抑制する隔離部材が設置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の空気乾燥機能を有する熱交換器の構造は、請求項１、請求項５又は請求項６の場合において、前記中間ユニットの本体底部には、少なくとも一つ以上の排水孔が設置されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１３】
外部に気水分離装置を設置する必要がなく、一つの装置だけで外部機器と接続でき、設置過程において管路を配置する必要がないので施工に便利であり、部材が少なく、コストと労力とを節約できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案は空気乾燥機能を有する熱交換器の構造を提供するものであり、図２、３に示すように、気体と気体（例えば空気）の熱交換を行なう第１の熱交換ユニット３と、気体と冷却剤（例えば空気と冷媒）の熱交換を行なう第２の熱交換ユニット４と、気体の方向調整と水分の分離を行なう中間ユニット５とからなる。
【００１５】
第１の熱交換ユニット３は、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口３１と第１の導出口３２とがそれぞれ設けられている。他端面上には第２の導入口３４と第２の導出口３３とがそれぞれ設けられている。第１の導入口３１と第２の導出口３３とによって入気路が構成され、第１の熱交換ユニット３の第１の導入口３１と第２の導出口３３とは対角関係に配置されており、入気方向と排気方向とが交差するので、熱交換の効果を高めている。
【００１６】
第２の熱交換ユニット４は、複数の導流溝と導孔を有する片体が重ねられて構成され、その外部の一端面上には第１の導入口４２と第１の導出口４１とがそれぞれ設けられている。他端面上には第２の導入口４３と第２の導出口４４とがそれぞれ設けられている。第１の導入口４２と第１の導出口４１とによって独立した入出路が構成され、第２の熱交換ユニット４の第１の導入口４２と第１の導出口４１とは対角関係に配置されている。また、第２の導入口４３と第２の導出口４４は、第１の導入口４２と第１の導出口４１に隣合っており、独立した入出路を構成しており、第２の導入口４３と第２の導出口４４とは上下関係に配置されている。また、第２の導入口４３の口径は第２の導出口４４の口径よりも小さい。
【００１７】
中間ユニット５は、第１の熱交換ユニット３と第２の熱交換ユニット４との間に緊密に接続されており、内部には中空の第１の導流部５１と第２の導流部５２とが設けられている。第１の導流部５１の口径は第２の導流部５２の口径よりも小さい。また、第１の導流部５１は、第１の熱交換ユニット３の第２の導出口３３と第２の熱交換ユニット４の第２の導入口４３との間に対応して設置されている。また、第２の導流部５２は、第１の熱交換ユニット３の第２の導入口３４と第２の熱交換ユニット４の第２の導出口４４との間に対応して設置されている。
【００１８】
第１の熱交換ユニット３の第２の導出口３３から第１の導流部５１を経由して第２の熱交換ユニット４の第２の導入口４３に通じ、第２の熱交換ユニット４の第２の導出口４４から第２の導流部５２を経由して第１の熱交換ユニット３の第２の導入口３４に通じており、第１の熱交換ユニット３、第２の熱交換ユニット４および中間ユニット５によって循環回路が構成されている。
【００１９】
中間ユニット５の第２の導流部５２内の第１の熱交換ユニット３の第２の導入口３４と第２の熱交換ユニット４の第２の導出口４４との間には、少なくとも一つ以上の水蒸気が通過するのを抑制する隔離部材５３が設置されている。また、中間ユニット５の本体底部には少なくとも一つ以上の排水孔５４が設置されている。
【００２０】
図４は本考案の実施例を示し、図から分かるように、気体（例えば空気であり、実線の矢印にて示す）は第１の熱交換ユニット３の第１の導入口３１から流入する。作動流体（例えば冷媒であり、破線の矢印にて示す）は第２の熱交換ユニット４の第１の導入口４２から流入して第１の導出口４１から排出され、独立した入出路が構成されている。
【００２１】
気体は、第１の熱交換ユニット３の第１の導入口３１から流入し、第２の導出口３３から排出されるが、途中、中間ユニット５の第１の導流部５１を経由して第２の熱交換ユニット４の第２の導入口４３に流入する。第２の導出口４４から排出されるとき、第２の熱交換ユニット４内において、独立した循環回路を流れる作動流体と熱交換を行い、気体中に含まれる水分は冷却された後、凝結して結露となる。その後、中間ユニット５の第２の導流部５２を経由して第１の熱交換ユニット３の第２の導入口３４に流入するが、第２の導流部５２内において、結露となった水分は排水孔から排出される。隔離部材５３によって水蒸気の通過が抑制されるので、気体の乾燥効果がさらに高められる。乾燥した気体は第１の熱交換ユニット３の第２の導入口３４に流入した後、第１の熱交換ユニット３の第１の導出口３２から排出され、熱交換循環回路が構成されると同時に、空気乾燥が行なわれる。上述の構造によって、従来技術によるもののように、外部に気水分離装置を設置する必要がなく、設置施工に時間が掛からず、コストも抑えることができる。
【００２２】
第２の熱交換ユニット４の第２の導出口４４の口径は第２の導入口４３の口径よりも大きく、中間ユニット５の第２の導流部５２の口径は第１の導流部５１の口径よりも大きい。それによって、熱交換後の冷却された気体は第２の導出口４４と第２の導流部５２中における速度が大幅に低下し、有効的に気体内の水気を結露にすることができる。
【００２３】
本考案の進歩性と実用性をさらに明らかにするため、従来技術によるものとの比較を行なう。
【００２４】
従来技術の欠点
１  各設置方式に基づいて、各部材を予め定位し、管路を順番に配置しなければならない。
２  設置の過程における管路の配置が複雑で時間が掛かる。
３  施工に不便である。
４  部材が多く、多くのコストと労力とを要する。
【００２５】
本考案の長所
１  一つの装置だけで外部機器と接続できる。
２  設置過程において管路を配置する必要がない。
３  施工に便利である。
４  部材が少なく、コストと労力とを節約できる。
【００２６】
上述の詳細な説明は本考案の一実施例を具体的に示したものであり、本考案の範囲を制限するものではなく、本考案の技術主旨を逸脱しない範囲における同等効果の変更や修飾などは全て本考案に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術による気水分離装置に応用される熱交換器の構造を示す模式図である。
【図２】本考案の全体の構造を示す立体分解図である。
【図３】本考案の全体の構造を示すもう一つの立体分解図である。
【図４】本考案の組立後の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    熱交換器
１１  空気注入管路
１２  空気排出管路
１３  冷媒注入管路
１４  冷媒排出管路
１５、１６  管路
２    気水分離装置
３    第１の熱交換ユニット
３１、４２  第１の導入口
３２、４１  第１の導出口
３３、４４  第２の導出口
３４、４３  第２の導入口
４    第２の熱交換ユニット
５    中間ユニット
５１  第１の導流部
５２  第２の導流部
５３  隔離部材
５４  排水孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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